利用 PURB 减少加密文件与通信中的元数据泄露

大多数加密数据格式通过其明文头部泄露元数据，例如格式版本、所用加密方案、可解密数据的接收者数量，甚至接收者身份。这种泄露会给用户带来安全和隐私风险，例如通过单封加密电子邮件揭示协作组的完整成员名单，或使窃听者能够精确指纹识别发送者所使用的加密软件版本与配置。我们提议，未来的加密数据格式应通过生成 $\textit{Padded Uniform Random Blobs}$（填充均匀随机块，PURB）来改善安全与隐私卫生：对于无解密密钥的任何人而言，密文与随机比特串不可区分。PURB 的内容 $\textit{绝不泄露任何信息}$，甚至不泄露创建它的应用程序，并经过填充使得连其长度也尽可能少地泄露。然而，对 $\textit{无}$ 明文标记的密文进行编码和解码带来了效率挑战。我们提出了加密敏捷的编码方式，使合法接收者能够高效解密 PURB，即使其加密面向任意数量的接收者公钥和/或密码，且这些公钥来自不同加密套件。PURB 采用 Padmé（一种新颖填充方案），将最大长度为 $M$ 的密文的信息泄露限制在实际最优的 $O(\log \log M)$ 比特，可与填充到 2 的幂相媲美，但开销至多 $12\%$ 且随负载增大而降低。